994a1fd18e93b4e775e12d629969be842655ad39
[linux-2.6-microblaze.git] / fs / ext2 / balloc.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  *  linux/fs/ext2/balloc.c
4  *
5  * Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995
6  * Remy Card (card@masi.ibp.fr)
7  * Laboratoire MASI - Institut Blaise Pascal
8  * Universite Pierre et Marie Curie (Paris VI)
9  *
10  *  Enhanced block allocation by Stephen Tweedie (sct@redhat.com), 1993
11  *  Big-endian to little-endian byte-swapping/bitmaps by
12  *        David S. Miller (davem@caip.rutgers.edu), 1995
13  */
14
15 #include "ext2.h"
16 #include <linux/quotaops.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/sched.h>
19 #include <linux/cred.h>
20 #include <linux/buffer_head.h>
21 #include <linux/capability.h>
22
23 /*
24  * balloc.c contains the blocks allocation and deallocation routines
25  */
26
27 /*
28  * The free blocks are managed by bitmaps.  A file system contains several
29  * blocks groups.  Each group contains 1 bitmap block for blocks, 1 bitmap
30  * block for inodes, N blocks for the inode table and data blocks.
31  *
32  * The file system contains group descriptors which are located after the
33  * super block.  Each descriptor contains the number of the bitmap block and
34  * the free blocks count in the block.  The descriptors are loaded in memory
35  * when a file system is mounted (see ext2_fill_super).
36  */
37
38
39 #define in_range(b, first, len) ((b) >= (first) && (b) <= (first) + (len) - 1)
40
41 struct ext2_group_desc * ext2_get_group_desc(struct super_block * sb,
42                                              unsigned int block_group,
43                                              struct buffer_head ** bh)
44 {
45         unsigned long group_desc;
46         unsigned long offset;
47         struct ext2_group_desc * desc;
48         struct ext2_sb_info *sbi = EXT2_SB(sb);
49
50         if (block_group >= sbi->s_groups_count) {
51                 ext2_error (sb, "ext2_get_group_desc",
52                             "block_group >= groups_count - "
53                             "block_group = %d, groups_count = %lu",
54                             block_group, sbi->s_groups_count);
55
56                 return NULL;
57         }
58
59         group_desc = block_group >> EXT2_DESC_PER_BLOCK_BITS(sb);
60         offset = block_group & (EXT2_DESC_PER_BLOCK(sb) - 1);
61         if (!sbi->s_group_desc[group_desc]) {
62                 ext2_error (sb, "ext2_get_group_desc",
63                             "Group descriptor not loaded - "
64                             "block_group = %d, group_desc = %lu, desc = %lu",
65                              block_group, group_desc, offset);
66                 return NULL;
67         }
68
69         desc = (struct ext2_group_desc *) sbi->s_group_desc[group_desc]->b_data;
70         if (bh)
71                 *bh = sbi->s_group_desc[group_desc];
72         return desc + offset;
73 }
74
75 static int ext2_valid_block_bitmap(struct super_block *sb,
76                                         struct ext2_group_desc *desc,
77                                         unsigned int block_group,
78                                         struct buffer_head *bh)
79 {
80         ext2_grpblk_t offset;
81         ext2_grpblk_t next_zero_bit;
82         ext2_fsblk_t bitmap_blk;
83         ext2_fsblk_t group_first_block;
84
85         group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, block_group);
86
87         /* check whether block bitmap block number is set */
88         bitmap_blk = le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap);
89         offset = bitmap_blk - group_first_block;
90         if (!ext2_test_bit(offset, bh->b_data))
91                 /* bad block bitmap */
92                 goto err_out;
93
94         /* check whether the inode bitmap block number is set */
95         bitmap_blk = le32_to_cpu(desc->bg_inode_bitmap);
96         offset = bitmap_blk - group_first_block;
97         if (!ext2_test_bit(offset, bh->b_data))
98                 /* bad block bitmap */
99                 goto err_out;
100
101         /* check whether the inode table block number is set */
102         bitmap_blk = le32_to_cpu(desc->bg_inode_table);
103         offset = bitmap_blk - group_first_block;
104         next_zero_bit = ext2_find_next_zero_bit(bh->b_data,
105                                 offset + EXT2_SB(sb)->s_itb_per_group,
106                                 offset);
107         if (next_zero_bit >= offset + EXT2_SB(sb)->s_itb_per_group)
108                 /* good bitmap for inode tables */
109                 return 1;
110
111 err_out:
112         ext2_error(sb, __func__,
113                         "Invalid block bitmap - "
114                         "block_group = %d, block = %lu",
115                         block_group, bitmap_blk);
116         return 0;
117 }
118
119 /*
120  * Read the bitmap for a given block_group,and validate the
121  * bits for block/inode/inode tables are set in the bitmaps
122  *
123  * Return buffer_head on success or NULL in case of failure.
124  */
125 static struct buffer_head *
126 read_block_bitmap(struct super_block *sb, unsigned int block_group)
127 {
128         struct ext2_group_desc * desc;
129         struct buffer_head * bh = NULL;
130         ext2_fsblk_t bitmap_blk;
131
132         desc = ext2_get_group_desc(sb, block_group, NULL);
133         if (!desc)
134                 return NULL;
135         bitmap_blk = le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap);
136         bh = sb_getblk(sb, bitmap_blk);
137         if (unlikely(!bh)) {
138                 ext2_error(sb, __func__,
139                             "Cannot read block bitmap - "
140                             "block_group = %d, block_bitmap = %u",
141                             block_group, le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap));
142                 return NULL;
143         }
144         if (likely(bh_uptodate_or_lock(bh)))
145                 return bh;
146
147         if (bh_submit_read(bh) < 0) {
148                 brelse(bh);
149                 ext2_error(sb, __func__,
150                             "Cannot read block bitmap - "
151                             "block_group = %d, block_bitmap = %u",
152                             block_group, le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap));
153                 return NULL;
154         }
155
156         ext2_valid_block_bitmap(sb, desc, block_group, bh);
157         /*
158          * file system mounted not to panic on error, continue with corrupt
159          * bitmap
160          */
161         return bh;
162 }
163
164 static void group_adjust_blocks(struct super_block *sb, int group_no,
165         struct ext2_group_desc *desc, struct buffer_head *bh, int count)
166 {
167         if (count) {
168                 struct ext2_sb_info *sbi = EXT2_SB(sb);
169                 unsigned free_blocks;
170
171                 spin_lock(sb_bgl_lock(sbi, group_no));
172                 free_blocks = le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count);
173                 desc->bg_free_blocks_count = cpu_to_le16(free_blocks + count);
174                 spin_unlock(sb_bgl_lock(sbi, group_no));
175                 mark_buffer_dirty(bh);
176         }
177 }
178
179 /*
180  * The reservation window structure operations
181  * --------------------------------------------
182  * Operations include:
183  * dump, find, add, remove, is_empty, find_next_reservable_window, etc.
184  *
185  * We use a red-black tree to represent per-filesystem reservation
186  * windows.
187  *
188  */
189
190 /**
191  * __rsv_window_dump() -- Dump the filesystem block allocation reservation map
192  * @rb_root:            root of per-filesystem reservation rb tree
193  * @verbose:            verbose mode
194  * @fn:                 function which wishes to dump the reservation map
195  *
196  * If verbose is turned on, it will print the whole block reservation
197  * windows(start, end). Otherwise, it will only print out the "bad" windows,
198  * those windows that overlap with their immediate neighbors.
199  */
200 #if 1
201 static void __rsv_window_dump(struct rb_root *root, int verbose,
202                               const char *fn)
203 {
204         struct rb_node *n;
205         struct ext2_reserve_window_node *rsv, *prev;
206         int bad;
207
208 restart:
209         n = rb_first(root);
210         bad = 0;
211         prev = NULL;
212
213         printk("Block Allocation Reservation Windows Map (%s):\n", fn);
214         while (n) {
215                 rsv = rb_entry(n, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
216                 if (verbose)
217                         printk("reservation window 0x%p "
218                                 "start: %lu, end: %lu\n",
219                                 rsv, rsv->rsv_start, rsv->rsv_end);
220                 if (rsv->rsv_start && rsv->rsv_start >= rsv->rsv_end) {
221                         printk("Bad reservation %p (start >= end)\n",
222                                rsv);
223                         bad = 1;
224                 }
225                 if (prev && prev->rsv_end >= rsv->rsv_start) {
226                         printk("Bad reservation %p (prev->end >= start)\n",
227                                rsv);
228                         bad = 1;
229                 }
230                 if (bad) {
231                         if (!verbose) {
232                                 printk("Restarting reservation walk in verbose mode\n");
233                                 verbose = 1;
234                                 goto restart;
235                         }
236                 }
237                 n = rb_next(n);
238                 prev = rsv;
239         }
240         printk("Window map complete.\n");
241         BUG_ON(bad);
242 }
243 #define rsv_window_dump(root, verbose) \
244         __rsv_window_dump((root), (verbose), __func__)
245 #else
246 #define rsv_window_dump(root, verbose) do {} while (0)
247 #endif
248
249 /**
250  * goal_in_my_reservation()
251  * @rsv:                inode's reservation window
252  * @grp_goal:           given goal block relative to the allocation block group
253  * @group:              the current allocation block group
254  * @sb:                 filesystem super block
255  *
256  * Test if the given goal block (group relative) is within the file's
257  * own block reservation window range.
258  *
259  * If the reservation window is outside the goal allocation group, return 0;
260  * grp_goal (given goal block) could be -1, which means no specific
261  * goal block. In this case, always return 1.
262  * If the goal block is within the reservation window, return 1;
263  * otherwise, return 0;
264  */
265 static int
266 goal_in_my_reservation(struct ext2_reserve_window *rsv, ext2_grpblk_t grp_goal,
267                         unsigned int group, struct super_block * sb)
268 {
269         ext2_fsblk_t group_first_block, group_last_block;
270
271         group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, group);
272         group_last_block = ext2_group_last_block_no(sb, group);
273
274         if ((rsv->_rsv_start > group_last_block) ||
275             (rsv->_rsv_end < group_first_block))
276                 return 0;
277         if ((grp_goal >= 0) && ((grp_goal + group_first_block < rsv->_rsv_start)
278                 || (grp_goal + group_first_block > rsv->_rsv_end)))
279                 return 0;
280         return 1;
281 }
282
283 /**
284  * search_reserve_window()
285  * @rb_root:            root of reservation tree
286  * @goal:               target allocation block
287  *
288  * Find the reserved window which includes the goal, or the previous one
289  * if the goal is not in any window.
290  * Returns NULL if there are no windows or if all windows start after the goal.
291  */
292 static struct ext2_reserve_window_node *
293 search_reserve_window(struct rb_root *root, ext2_fsblk_t goal)
294 {
295         struct rb_node *n = root->rb_node;
296         struct ext2_reserve_window_node *rsv;
297
298         if (!n)
299                 return NULL;
300
301         do {
302                 rsv = rb_entry(n, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
303
304                 if (goal < rsv->rsv_start)
305                         n = n->rb_left;
306                 else if (goal > rsv->rsv_end)
307                         n = n->rb_right;
308                 else
309                         return rsv;
310         } while (n);
311         /*
312          * We've fallen off the end of the tree: the goal wasn't inside
313          * any particular node.  OK, the previous node must be to one
314          * side of the interval containing the goal.  If it's the RHS,
315          * we need to back up one.
316          */
317         if (rsv->rsv_start > goal) {
318                 n = rb_prev(&rsv->rsv_node);
319                 rsv = rb_entry(n, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
320         }
321         return rsv;
322 }
323
324 /*
325  * ext2_rsv_window_add() -- Insert a window to the block reservation rb tree.
326  * @sb:                 super block
327  * @rsv:                reservation window to add
328  *
329  * Must be called with rsv_lock held.
330  */
331 void ext2_rsv_window_add(struct super_block *sb,
332                     struct ext2_reserve_window_node *rsv)
333 {
334         struct rb_root *root = &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_root;
335         struct rb_node *node = &rsv->rsv_node;
336         ext2_fsblk_t start = rsv->rsv_start;
337
338         struct rb_node ** p = &root->rb_node;
339         struct rb_node * parent = NULL;
340         struct ext2_reserve_window_node *this;
341
342         while (*p)
343         {
344                 parent = *p;
345                 this = rb_entry(parent, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
346
347                 if (start < this->rsv_start)
348                         p = &(*p)->rb_left;
349                 else if (start > this->rsv_end)
350                         p = &(*p)->rb_right;
351                 else {
352                         rsv_window_dump(root, 1);
353                         BUG();
354                 }
355         }
356
357         rb_link_node(node, parent, p);
358         rb_insert_color(node, root);
359 }
360
361 /**
362  * rsv_window_remove() -- unlink a window from the reservation rb tree
363  * @sb:                 super block
364  * @rsv:                reservation window to remove
365  *
366  * Mark the block reservation window as not allocated, and unlink it
367  * from the filesystem reservation window rb tree. Must be called with
368  * rsv_lock held.
369  */
370 static void rsv_window_remove(struct super_block *sb,
371                               struct ext2_reserve_window_node *rsv)
372 {
373         rsv->rsv_start = EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED;
374         rsv->rsv_end = EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED;
375         rsv->rsv_alloc_hit = 0;
376         rb_erase(&rsv->rsv_node, &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_root);
377 }
378
379 /*
380  * rsv_is_empty() -- Check if the reservation window is allocated.
381  * @rsv:                given reservation window to check
382  *
383  * returns 1 if the end block is EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED.
384  */
385 static inline int rsv_is_empty(struct ext2_reserve_window *rsv)
386 {
387         /* a valid reservation end block could not be 0 */
388         return (rsv->_rsv_end == EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED);
389 }
390
391 /**
392  * ext2_init_block_alloc_info()
393  * @inode:              file inode structure
394  *
395  * Allocate and initialize the  reservation window structure, and
396  * link the window to the ext2 inode structure at last
397  *
398  * The reservation window structure is only dynamically allocated
399  * and linked to ext2 inode the first time the open file
400  * needs a new block. So, before every ext2_new_block(s) call, for
401  * regular files, we should check whether the reservation window
402  * structure exists or not. In the latter case, this function is called.
403  * Fail to do so will result in block reservation being turned off for that
404  * open file.
405  *
406  * This function is called from ext2_get_blocks_handle(), also called
407  * when setting the reservation window size through ioctl before the file
408  * is open for write (needs block allocation).
409  *
410  * Needs truncate_mutex protection prior to calling this function.
411  */
412 void ext2_init_block_alloc_info(struct inode *inode)
413 {
414         struct ext2_inode_info *ei = EXT2_I(inode);
415         struct ext2_block_alloc_info *block_i;
416         struct super_block *sb = inode->i_sb;
417
418         block_i = kmalloc(sizeof(*block_i), GFP_NOFS);
419         if (block_i) {
420                 struct ext2_reserve_window_node *rsv = &block_i->rsv_window_node;
421
422                 rsv->rsv_start = EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED;
423                 rsv->rsv_end = EXT2_RESERVE_WINDOW_NOT_ALLOCATED;
424
425                 /*
426                  * if filesystem is mounted with NORESERVATION, the goal
427                  * reservation window size is set to zero to indicate
428                  * block reservation is off
429                  */
430                 if (!test_opt(sb, RESERVATION))
431                         rsv->rsv_goal_size = 0;
432                 else
433                         rsv->rsv_goal_size = EXT2_DEFAULT_RESERVE_BLOCKS;
434                 rsv->rsv_alloc_hit = 0;
435                 block_i->last_alloc_logical_block = 0;
436                 block_i->last_alloc_physical_block = 0;
437         }
438         ei->i_block_alloc_info = block_i;
439 }
440
441 /**
442  * ext2_discard_reservation()
443  * @inode:              inode
444  *
445  * Discard(free) block reservation window on last file close, or truncate
446  * or at last iput().
447  *
448  * It is being called in three cases:
449  *      ext2_release_file(): last writer closes the file
450  *      ext2_clear_inode(): last iput(), when nobody links to this file.
451  *      ext2_truncate(): when the block indirect map is about to change.
452  */
453 void ext2_discard_reservation(struct inode *inode)
454 {
455         struct ext2_inode_info *ei = EXT2_I(inode);
456         struct ext2_block_alloc_info *block_i = ei->i_block_alloc_info;
457         struct ext2_reserve_window_node *rsv;
458         spinlock_t *rsv_lock = &EXT2_SB(inode->i_sb)->s_rsv_window_lock;
459
460         if (!block_i)
461                 return;
462
463         rsv = &block_i->rsv_window_node;
464         if (!rsv_is_empty(&rsv->rsv_window)) {
465                 spin_lock(rsv_lock);
466                 if (!rsv_is_empty(&rsv->rsv_window))
467                         rsv_window_remove(inode->i_sb, rsv);
468                 spin_unlock(rsv_lock);
469         }
470 }
471
472 /**
473  * ext2_free_blocks() -- Free given blocks and update quota and i_blocks
474  * @inode:              inode
475  * @block:              start physical block to free
476  * @count:              number of blocks to free
477  */
478 void ext2_free_blocks (struct inode * inode, unsigned long block,
479                        unsigned long count)
480 {
481         struct buffer_head *bitmap_bh = NULL;
482         struct buffer_head * bh2;
483         unsigned long block_group;
484         unsigned long bit;
485         unsigned long i;
486         unsigned long overflow;
487         struct super_block * sb = inode->i_sb;
488         struct ext2_sb_info * sbi = EXT2_SB(sb);
489         struct ext2_group_desc * desc;
490         struct ext2_super_block * es = sbi->s_es;
491         unsigned freed = 0, group_freed;
492
493         if (!ext2_data_block_valid(sbi, block, count)) {
494                 ext2_error (sb, "ext2_free_blocks",
495                             "Freeing blocks not in datazone - "
496                             "block = %lu, count = %lu", block, count);
497                 goto error_return;
498         }
499
500         ext2_debug ("freeing block(s) %lu-%lu\n", block, block + count - 1);
501
502 do_more:
503         overflow = 0;
504         block_group = (block - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) /
505                       EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
506         bit = (block - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) %
507                       EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
508         /*
509          * Check to see if we are freeing blocks across a group
510          * boundary.
511          */
512         if (bit + count > EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb)) {
513                 overflow = bit + count - EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
514                 count -= overflow;
515         }
516         brelse(bitmap_bh);
517         bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, block_group);
518         if (!bitmap_bh)
519                 goto error_return;
520
521         desc = ext2_get_group_desc (sb, block_group, &bh2);
522         if (!desc)
523                 goto error_return;
524
525         if (in_range (le32_to_cpu(desc->bg_block_bitmap), block, count) ||
526             in_range (le32_to_cpu(desc->bg_inode_bitmap), block, count) ||
527             in_range (block, le32_to_cpu(desc->bg_inode_table),
528                       sbi->s_itb_per_group) ||
529             in_range (block + count - 1, le32_to_cpu(desc->bg_inode_table),
530                       sbi->s_itb_per_group)) {
531                 ext2_error (sb, "ext2_free_blocks",
532                             "Freeing blocks in system zones - "
533                             "Block = %lu, count = %lu",
534                             block, count);
535                 goto error_return;
536         }
537
538         for (i = 0, group_freed = 0; i < count; i++) {
539                 if (!ext2_clear_bit_atomic(sb_bgl_lock(sbi, block_group),
540                                                 bit + i, bitmap_bh->b_data)) {
541                         ext2_error(sb, __func__,
542                                 "bit already cleared for block %lu", block + i);
543                 } else {
544                         group_freed++;
545                 }
546         }
547
548         mark_buffer_dirty(bitmap_bh);
549         if (sb->s_flags & SB_SYNCHRONOUS)
550                 sync_dirty_buffer(bitmap_bh);
551
552         group_adjust_blocks(sb, block_group, desc, bh2, group_freed);
553         freed += group_freed;
554
555         if (overflow) {
556                 block += count;
557                 count = overflow;
558                 goto do_more;
559         }
560 error_return:
561         brelse(bitmap_bh);
562         if (freed) {
563                 percpu_counter_add(&sbi->s_freeblocks_counter, freed);
564                 dquot_free_block_nodirty(inode, freed);
565                 mark_inode_dirty(inode);
566         }
567 }
568
569 /**
570  * bitmap_search_next_usable_block()
571  * @start:              the starting block (group relative) of the search
572  * @bh:                 bufferhead contains the block group bitmap
573  * @maxblocks:          the ending block (group relative) of the reservation
574  *
575  * The bitmap search --- search forward through the actual bitmap on disk until
576  * we find a bit free.
577  */
578 static ext2_grpblk_t
579 bitmap_search_next_usable_block(ext2_grpblk_t start, struct buffer_head *bh,
580                                         ext2_grpblk_t maxblocks)
581 {
582         ext2_grpblk_t next;
583
584         next = ext2_find_next_zero_bit(bh->b_data, maxblocks, start);
585         if (next >= maxblocks)
586                 return -1;
587         return next;
588 }
589
590 /**
591  * find_next_usable_block()
592  * @start:              the starting block (group relative) to find next
593  *                      allocatable block in bitmap.
594  * @bh:                 bufferhead contains the block group bitmap
595  * @maxblocks:          the ending block (group relative) for the search
596  *
597  * Find an allocatable block in a bitmap.  We perform the "most
598  * appropriate allocation" algorithm of looking for a free block near
599  * the initial goal; then for a free byte somewhere in the bitmap;
600  * then for any free bit in the bitmap.
601  */
602 static ext2_grpblk_t
603 find_next_usable_block(int start, struct buffer_head *bh, int maxblocks)
604 {
605         ext2_grpblk_t here, next;
606         char *p, *r;
607
608         if (start > 0) {
609                 /*
610                  * The goal was occupied; search forward for a free 
611                  * block within the next XX blocks.
612                  *
613                  * end_goal is more or less random, but it has to be
614                  * less than EXT2_BLOCKS_PER_GROUP. Aligning up to the
615                  * next 64-bit boundary is simple..
616                  */
617                 ext2_grpblk_t end_goal = (start + 63) & ~63;
618                 if (end_goal > maxblocks)
619                         end_goal = maxblocks;
620                 here = ext2_find_next_zero_bit(bh->b_data, end_goal, start);
621                 if (here < end_goal)
622                         return here;
623                 ext2_debug("Bit not found near goal\n");
624         }
625
626         here = start;
627         if (here < 0)
628                 here = 0;
629
630         p = ((char *)bh->b_data) + (here >> 3);
631         r = memscan(p, 0, ((maxblocks + 7) >> 3) - (here >> 3));
632         next = (r - ((char *)bh->b_data)) << 3;
633
634         if (next < maxblocks && next >= here)
635                 return next;
636
637         here = bitmap_search_next_usable_block(here, bh, maxblocks);
638         return here;
639 }
640
641 /**
642  * ext2_try_to_allocate()
643  * @sb:                 superblock
644  * @group:              given allocation block group
645  * @bitmap_bh:          bufferhead holds the block bitmap
646  * @grp_goal:           given target block within the group
647  * @count:              target number of blocks to allocate
648  * @my_rsv:             reservation window
649  *
650  * Attempt to allocate blocks within a give range. Set the range of allocation
651  * first, then find the first free bit(s) from the bitmap (within the range),
652  * and at last, allocate the blocks by claiming the found free bit as allocated.
653  *
654  * To set the range of this allocation:
655  *      if there is a reservation window, only try to allocate block(s)
656  *      from the file's own reservation window;
657  *      Otherwise, the allocation range starts from the give goal block,
658  *      ends at the block group's last block.
659  *
660  * If we failed to allocate the desired block then we may end up crossing to a
661  * new bitmap.
662  */
663 static int
664 ext2_try_to_allocate(struct super_block *sb, int group,
665                         struct buffer_head *bitmap_bh, ext2_grpblk_t grp_goal,
666                         unsigned long *count,
667                         struct ext2_reserve_window *my_rsv)
668 {
669         ext2_fsblk_t group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, group);
670         ext2_fsblk_t group_last_block = ext2_group_last_block_no(sb, group);
671         ext2_grpblk_t start, end;
672         unsigned long num = 0;
673
674         /* we do allocation within the reservation window if we have a window */
675         if (my_rsv) {
676                 if (my_rsv->_rsv_start >= group_first_block)
677                         start = my_rsv->_rsv_start - group_first_block;
678                 else
679                         /* reservation window cross group boundary */
680                         start = 0;
681                 end = my_rsv->_rsv_end - group_first_block + 1;
682                 if (end > group_last_block - group_first_block + 1)
683                         /* reservation window crosses group boundary */
684                         end = group_last_block - group_first_block + 1;
685                 if ((start <= grp_goal) && (grp_goal < end))
686                         start = grp_goal;
687                 else
688                         grp_goal = -1;
689         } else {
690                 if (grp_goal > 0)
691                         start = grp_goal;
692                 else
693                         start = 0;
694                 end = group_last_block - group_first_block + 1;
695         }
696
697         BUG_ON(start > EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb));
698
699 repeat:
700         if (grp_goal < 0) {
701                 grp_goal = find_next_usable_block(start, bitmap_bh, end);
702                 if (grp_goal < 0)
703                         goto fail_access;
704                 if (!my_rsv) {
705                         int i;
706
707                         for (i = 0; i < 7 && grp_goal > start &&
708                                         !ext2_test_bit(grp_goal - 1,
709                                                         bitmap_bh->b_data);
710                                         i++, grp_goal--)
711                                 ;
712                 }
713         }
714         start = grp_goal;
715
716         if (ext2_set_bit_atomic(sb_bgl_lock(EXT2_SB(sb), group), grp_goal,
717                                                         bitmap_bh->b_data)) {
718                 /*
719                  * The block was allocated by another thread, or it was
720                  * allocated and then freed by another thread
721                  */
722                 start++;
723                 grp_goal++;
724                 if (start >= end)
725                         goto fail_access;
726                 goto repeat;
727         }
728         num++;
729         grp_goal++;
730         while (num < *count && grp_goal < end
731                 && !ext2_set_bit_atomic(sb_bgl_lock(EXT2_SB(sb), group),
732                                         grp_goal, bitmap_bh->b_data)) {
733                 num++;
734                 grp_goal++;
735         }
736         *count = num;
737         return grp_goal - num;
738 fail_access:
739         return -1;
740 }
741
742 /**
743  *      find_next_reservable_window():
744  *              find a reservable space within the given range.
745  *              It does not allocate the reservation window for now:
746  *              alloc_new_reservation() will do the work later.
747  *
748  *      @search_head: the head of the searching list;
749  *              This is not necessarily the list head of the whole filesystem
750  *
751  *              We have both head and start_block to assist the search
752  *              for the reservable space. The list starts from head,
753  *              but we will shift to the place where start_block is,
754  *              then start from there, when looking for a reservable space.
755  *
756  *      @size: the target new reservation window size
757  *
758  *      @group_first_block: the first block we consider to start
759  *                      the real search from
760  *
761  *      @last_block:
762  *              the maximum block number that our goal reservable space
763  *              could start from. This is normally the last block in this
764  *              group. The search will end when we found the start of next
765  *              possible reservable space is out of this boundary.
766  *              This could handle the cross boundary reservation window
767  *              request.
768  *
769  *      basically we search from the given range, rather than the whole
770  *      reservation double linked list, (start_block, last_block)
771  *      to find a free region that is of my size and has not
772  *      been reserved.
773  *
774  */
775 static int find_next_reservable_window(
776                                 struct ext2_reserve_window_node *search_head,
777                                 struct ext2_reserve_window_node *my_rsv,
778                                 struct super_block * sb,
779                                 ext2_fsblk_t start_block,
780                                 ext2_fsblk_t last_block)
781 {
782         struct rb_node *next;
783         struct ext2_reserve_window_node *rsv, *prev;
784         ext2_fsblk_t cur;
785         int size = my_rsv->rsv_goal_size;
786
787         /* TODO: make the start of the reservation window byte-aligned */
788         /* cur = *start_block & ~7;*/
789         cur = start_block;
790         rsv = search_head;
791         if (!rsv)
792                 return -1;
793
794         while (1) {
795                 if (cur <= rsv->rsv_end)
796                         cur = rsv->rsv_end + 1;
797
798                 /* TODO?
799                  * in the case we could not find a reservable space
800                  * that is what is expected, during the re-search, we could
801                  * remember what's the largest reservable space we could have
802                  * and return that one.
803                  *
804                  * For now it will fail if we could not find the reservable
805                  * space with expected-size (or more)...
806                  */
807                 if (cur > last_block)
808                         return -1;              /* fail */
809
810                 prev = rsv;
811                 next = rb_next(&rsv->rsv_node);
812                 rsv = rb_entry(next,struct ext2_reserve_window_node,rsv_node);
813
814                 /*
815                  * Reached the last reservation, we can just append to the
816                  * previous one.
817                  */
818                 if (!next)
819                         break;
820
821                 if (cur + size <= rsv->rsv_start) {
822                         /*
823                          * Found a reserveable space big enough.  We could
824                          * have a reservation across the group boundary here
825                          */
826                         break;
827                 }
828         }
829         /*
830          * we come here either :
831          * when we reach the end of the whole list,
832          * and there is empty reservable space after last entry in the list.
833          * append it to the end of the list.
834          *
835          * or we found one reservable space in the middle of the list,
836          * return the reservation window that we could append to.
837          * succeed.
838          */
839
840         if ((prev != my_rsv) && (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window)))
841                 rsv_window_remove(sb, my_rsv);
842
843         /*
844          * Let's book the whole available window for now.  We will check the
845          * disk bitmap later and then, if there are free blocks then we adjust
846          * the window size if it's larger than requested.
847          * Otherwise, we will remove this node from the tree next time
848          * call find_next_reservable_window.
849          */
850         my_rsv->rsv_start = cur;
851         my_rsv->rsv_end = cur + size - 1;
852         my_rsv->rsv_alloc_hit = 0;
853
854         if (prev != my_rsv)
855                 ext2_rsv_window_add(sb, my_rsv);
856
857         return 0;
858 }
859
860 /**
861  *      alloc_new_reservation()--allocate a new reservation window
862  *
863  *              To make a new reservation, we search part of the filesystem
864  *              reservation list (the list that inside the group). We try to
865  *              allocate a new reservation window near the allocation goal,
866  *              or the beginning of the group, if there is no goal.
867  *
868  *              We first find a reservable space after the goal, then from
869  *              there, we check the bitmap for the first free block after
870  *              it. If there is no free block until the end of group, then the
871  *              whole group is full, we failed. Otherwise, check if the free
872  *              block is inside the expected reservable space, if so, we
873  *              succeed.
874  *              If the first free block is outside the reservable space, then
875  *              start from the first free block, we search for next available
876  *              space, and go on.
877  *
878  *      on succeed, a new reservation will be found and inserted into the list
879  *      It contains at least one free block, and it does not overlap with other
880  *      reservation windows.
881  *
882  *      failed: we failed to find a reservation window in this group
883  *
884  *      @rsv: the reservation
885  *
886  *      @grp_goal: The goal (group-relative).  It is where the search for a
887  *              free reservable space should start from.
888  *              if we have a goal(goal >0 ), then start from there,
889  *              no goal(goal = -1), we start from the first block
890  *              of the group.
891  *
892  *      @sb: the super block
893  *      @group: the group we are trying to allocate in
894  *      @bitmap_bh: the block group block bitmap
895  *
896  */
897 static int alloc_new_reservation(struct ext2_reserve_window_node *my_rsv,
898                 ext2_grpblk_t grp_goal, struct super_block *sb,
899                 unsigned int group, struct buffer_head *bitmap_bh)
900 {
901         struct ext2_reserve_window_node *search_head;
902         ext2_fsblk_t group_first_block, group_end_block, start_block;
903         ext2_grpblk_t first_free_block;
904         struct rb_root *fs_rsv_root = &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_root;
905         unsigned long size;
906         int ret;
907         spinlock_t *rsv_lock = &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_lock;
908
909         group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, group);
910         group_end_block = ext2_group_last_block_no(sb, group);
911
912         if (grp_goal < 0)
913                 start_block = group_first_block;
914         else
915                 start_block = grp_goal + group_first_block;
916
917         size = my_rsv->rsv_goal_size;
918
919         if (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window)) {
920                 /*
921                  * if the old reservation is cross group boundary
922                  * and if the goal is inside the old reservation window,
923                  * we will come here when we just failed to allocate from
924                  * the first part of the window. We still have another part
925                  * that belongs to the next group. In this case, there is no
926                  * point to discard our window and try to allocate a new one
927                  * in this group(which will fail). we should
928                  * keep the reservation window, just simply move on.
929                  *
930                  * Maybe we could shift the start block of the reservation
931                  * window to the first block of next group.
932                  */
933
934                 if ((my_rsv->rsv_start <= group_end_block) &&
935                                 (my_rsv->rsv_end > group_end_block) &&
936                                 (start_block >= my_rsv->rsv_start))
937                         return -1;
938
939                 if ((my_rsv->rsv_alloc_hit >
940                      (my_rsv->rsv_end - my_rsv->rsv_start + 1) / 2)) {
941                         /*
942                          * if the previously allocation hit ratio is
943                          * greater than 1/2, then we double the size of
944                          * the reservation window the next time,
945                          * otherwise we keep the same size window
946                          */
947                         size = size * 2;
948                         if (size > EXT2_MAX_RESERVE_BLOCKS)
949                                 size = EXT2_MAX_RESERVE_BLOCKS;
950                         my_rsv->rsv_goal_size= size;
951                 }
952         }
953
954         spin_lock(rsv_lock);
955         /*
956          * shift the search start to the window near the goal block
957          */
958         search_head = search_reserve_window(fs_rsv_root, start_block);
959
960         /*
961          * find_next_reservable_window() simply finds a reservable window
962          * inside the given range(start_block, group_end_block).
963          *
964          * To make sure the reservation window has a free bit inside it, we
965          * need to check the bitmap after we found a reservable window.
966          */
967 retry:
968         ret = find_next_reservable_window(search_head, my_rsv, sb,
969                                                 start_block, group_end_block);
970
971         if (ret == -1) {
972                 if (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window))
973                         rsv_window_remove(sb, my_rsv);
974                 spin_unlock(rsv_lock);
975                 return -1;
976         }
977
978         /*
979          * On success, find_next_reservable_window() returns the
980          * reservation window where there is a reservable space after it.
981          * Before we reserve this reservable space, we need
982          * to make sure there is at least a free block inside this region.
983          *
984          * Search the first free bit on the block bitmap.  Search starts from
985          * the start block of the reservable space we just found.
986          */
987         spin_unlock(rsv_lock);
988         first_free_block = bitmap_search_next_usable_block(
989                         my_rsv->rsv_start - group_first_block,
990                         bitmap_bh, group_end_block - group_first_block + 1);
991
992         if (first_free_block < 0) {
993                 /*
994                  * no free block left on the bitmap, no point
995                  * to reserve the space. return failed.
996                  */
997                 spin_lock(rsv_lock);
998                 if (!rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window))
999                         rsv_window_remove(sb, my_rsv);
1000                 spin_unlock(rsv_lock);
1001                 return -1;              /* failed */
1002         }
1003
1004         start_block = first_free_block + group_first_block;
1005         /*
1006          * check if the first free block is within the
1007          * free space we just reserved
1008          */
1009         if (start_block >= my_rsv->rsv_start && start_block <= my_rsv->rsv_end)
1010                 return 0;               /* success */
1011         /*
1012          * if the first free bit we found is out of the reservable space
1013          * continue search for next reservable space,
1014          * start from where the free block is,
1015          * we also shift the list head to where we stopped last time
1016          */
1017         search_head = my_rsv;
1018         spin_lock(rsv_lock);
1019         goto retry;
1020 }
1021
1022 /**
1023  * try_to_extend_reservation()
1024  * @my_rsv:             given reservation window
1025  * @sb:                 super block
1026  * @size:               the delta to extend
1027  *
1028  * Attempt to expand the reservation window large enough to have
1029  * required number of free blocks
1030  *
1031  * Since ext2_try_to_allocate() will always allocate blocks within
1032  * the reservation window range, if the window size is too small,
1033  * multiple blocks allocation has to stop at the end of the reservation
1034  * window. To make this more efficient, given the total number of
1035  * blocks needed and the current size of the window, we try to
1036  * expand the reservation window size if necessary on a best-effort
1037  * basis before ext2_new_blocks() tries to allocate blocks.
1038  */
1039 static void try_to_extend_reservation(struct ext2_reserve_window_node *my_rsv,
1040                         struct super_block *sb, int size)
1041 {
1042         struct ext2_reserve_window_node *next_rsv;
1043         struct rb_node *next;
1044         spinlock_t *rsv_lock = &EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_lock;
1045
1046         if (!spin_trylock(rsv_lock))
1047                 return;
1048
1049         next = rb_next(&my_rsv->rsv_node);
1050
1051         if (!next)
1052                 my_rsv->rsv_end += size;
1053         else {
1054                 next_rsv = rb_entry(next, struct ext2_reserve_window_node, rsv_node);
1055
1056                 if ((next_rsv->rsv_start - my_rsv->rsv_end - 1) >= size)
1057                         my_rsv->rsv_end += size;
1058                 else
1059                         my_rsv->rsv_end = next_rsv->rsv_start - 1;
1060         }
1061         spin_unlock(rsv_lock);
1062 }
1063
1064 /**
1065  * ext2_try_to_allocate_with_rsv()
1066  * @sb:                 superblock
1067  * @group:              given allocation block group
1068  * @bitmap_bh:          bufferhead holds the block bitmap
1069  * @grp_goal:           given target block within the group
1070  * @count:              target number of blocks to allocate
1071  * @my_rsv:             reservation window
1072  *
1073  * This is the main function used to allocate a new block and its reservation
1074  * window.
1075  *
1076  * Each time when a new block allocation is need, first try to allocate from
1077  * its own reservation.  If it does not have a reservation window, instead of
1078  * looking for a free bit on bitmap first, then look up the reservation list to
1079  * see if it is inside somebody else's reservation window, we try to allocate a
1080  * reservation window for it starting from the goal first. Then do the block
1081  * allocation within the reservation window.
1082  *
1083  * This will avoid keeping on searching the reservation list again and
1084  * again when somebody is looking for a free block (without
1085  * reservation), and there are lots of free blocks, but they are all
1086  * being reserved.
1087  *
1088  * We use a red-black tree for the per-filesystem reservation list.
1089  */
1090 static ext2_grpblk_t
1091 ext2_try_to_allocate_with_rsv(struct super_block *sb, unsigned int group,
1092                         struct buffer_head *bitmap_bh, ext2_grpblk_t grp_goal,
1093                         struct ext2_reserve_window_node * my_rsv,
1094                         unsigned long *count)
1095 {
1096         ext2_fsblk_t group_first_block, group_last_block;
1097         ext2_grpblk_t ret = 0;
1098         unsigned long num = *count;
1099
1100         /*
1101          * we don't deal with reservation when
1102          * filesystem is mounted without reservation
1103          * or the file is not a regular file
1104          * or last attempt to allocate a block with reservation turned on failed
1105          */
1106         if (my_rsv == NULL) {
1107                 return ext2_try_to_allocate(sb, group, bitmap_bh,
1108                                                 grp_goal, count, NULL);
1109         }
1110         /*
1111          * grp_goal is a group relative block number (if there is a goal)
1112          * 0 <= grp_goal < EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb)
1113          * first block is a filesystem wide block number
1114          * first block is the block number of the first block in this group
1115          */
1116         group_first_block = ext2_group_first_block_no(sb, group);
1117         group_last_block = ext2_group_last_block_no(sb, group);
1118
1119         /*
1120          * Basically we will allocate a new block from inode's reservation
1121          * window.
1122          *
1123          * We need to allocate a new reservation window, if:
1124          * a) inode does not have a reservation window; or
1125          * b) last attempt to allocate a block from existing reservation
1126          *    failed; or
1127          * c) we come here with a goal and with a reservation window
1128          *
1129          * We do not need to allocate a new reservation window if we come here
1130          * at the beginning with a goal and the goal is inside the window, or
1131          * we don't have a goal but already have a reservation window.
1132          * then we could go to allocate from the reservation window directly.
1133          */
1134         while (1) {
1135                 if (rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window) || (ret < 0) ||
1136                         !goal_in_my_reservation(&my_rsv->rsv_window,
1137                                                 grp_goal, group, sb)) {
1138                         if (my_rsv->rsv_goal_size < *count)
1139                                 my_rsv->rsv_goal_size = *count;
1140                         ret = alloc_new_reservation(my_rsv, grp_goal, sb,
1141                                                         group, bitmap_bh);
1142                         if (ret < 0)
1143                                 break;                  /* failed */
1144
1145                         if (!goal_in_my_reservation(&my_rsv->rsv_window,
1146                                                         grp_goal, group, sb))
1147                                 grp_goal = -1;
1148                 } else if (grp_goal >= 0) {
1149                         int curr = my_rsv->rsv_end -
1150                                         (grp_goal + group_first_block) + 1;
1151
1152                         if (curr < *count)
1153                                 try_to_extend_reservation(my_rsv, sb,
1154                                                         *count - curr);
1155                 }
1156
1157                 if ((my_rsv->rsv_start > group_last_block) ||
1158                                 (my_rsv->rsv_end < group_first_block)) {
1159                         rsv_window_dump(&EXT2_SB(sb)->s_rsv_window_root, 1);
1160                         BUG();
1161                 }
1162                 ret = ext2_try_to_allocate(sb, group, bitmap_bh, grp_goal,
1163                                            &num, &my_rsv->rsv_window);
1164                 if (ret >= 0) {
1165                         my_rsv->rsv_alloc_hit += num;
1166                         *count = num;
1167                         break;                          /* succeed */
1168                 }
1169                 num = *count;
1170         }
1171         return ret;
1172 }
1173
1174 /**
1175  * ext2_has_free_blocks()
1176  * @sbi:                in-core super block structure.
1177  *
1178  * Check if filesystem has at least 1 free block available for allocation.
1179  */
1180 static int ext2_has_free_blocks(struct ext2_sb_info *sbi)
1181 {
1182         ext2_fsblk_t free_blocks, root_blocks;
1183
1184         free_blocks = percpu_counter_read_positive(&sbi->s_freeblocks_counter);
1185         root_blocks = le32_to_cpu(sbi->s_es->s_r_blocks_count);
1186         if (free_blocks < root_blocks + 1 && !capable(CAP_SYS_RESOURCE) &&
1187                 !uid_eq(sbi->s_resuid, current_fsuid()) &&
1188                 (gid_eq(sbi->s_resgid, GLOBAL_ROOT_GID) ||
1189                  !in_group_p (sbi->s_resgid))) {
1190                 return 0;
1191         }
1192         return 1;
1193 }
1194
1195 /*
1196  * Returns 1 if the passed-in block region is valid; 0 if some part overlaps
1197  * with filesystem metadata blocks.
1198  */
1199 int ext2_data_block_valid(struct ext2_sb_info *sbi, ext2_fsblk_t start_blk,
1200                           unsigned int count)
1201 {
1202         if ((start_blk <= le32_to_cpu(sbi->s_es->s_first_data_block)) ||
1203             (start_blk + count - 1 < start_blk) ||
1204             (start_blk + count - 1 >= le32_to_cpu(sbi->s_es->s_blocks_count)))
1205                 return 0;
1206
1207         /* Ensure we do not step over superblock */
1208         if ((start_blk <= sbi->s_sb_block) &&
1209             (start_blk + count - 1 >= sbi->s_sb_block))
1210                 return 0;
1211
1212         return 1;
1213 }
1214
1215 /*
1216  * ext2_new_blocks() -- core block(s) allocation function
1217  * @inode:              file inode
1218  * @goal:               given target block(filesystem wide)
1219  * @count:              target number of blocks to allocate
1220  * @errp:               error code
1221  *
1222  * ext2_new_blocks uses a goal block to assist allocation.  If the goal is
1223  * free, or there is a free block within 32 blocks of the goal, that block
1224  * is allocated.  Otherwise a forward search is made for a free block; within 
1225  * each block group the search first looks for an entire free byte in the block
1226  * bitmap, and then for any free bit if that fails.
1227  * This function also updates quota and i_blocks field.
1228  */
1229 ext2_fsblk_t ext2_new_blocks(struct inode *inode, ext2_fsblk_t goal,
1230                     unsigned long *count, int *errp)
1231 {
1232         struct buffer_head *bitmap_bh = NULL;
1233         struct buffer_head *gdp_bh;
1234         int group_no;
1235         int goal_group;
1236         ext2_grpblk_t grp_target_blk;   /* blockgroup relative goal block */
1237         ext2_grpblk_t grp_alloc_blk;    /* blockgroup-relative allocated block*/
1238         ext2_fsblk_t ret_block;         /* filesyetem-wide allocated block */
1239         int bgi;                        /* blockgroup iteration index */
1240         int performed_allocation = 0;
1241         ext2_grpblk_t free_blocks;      /* number of free blocks in a group */
1242         struct super_block *sb;
1243         struct ext2_group_desc *gdp;
1244         struct ext2_super_block *es;
1245         struct ext2_sb_info *sbi;
1246         struct ext2_reserve_window_node *my_rsv = NULL;
1247         struct ext2_block_alloc_info *block_i;
1248         unsigned short windowsz = 0;
1249         unsigned long ngroups;
1250         unsigned long num = *count;
1251         int ret;
1252
1253         *errp = -ENOSPC;
1254         sb = inode->i_sb;
1255
1256         /*
1257          * Check quota for allocation of this block.
1258          */
1259         ret = dquot_alloc_block(inode, num);
1260         if (ret) {
1261                 *errp = ret;
1262                 return 0;
1263         }
1264
1265         sbi = EXT2_SB(sb);
1266         es = EXT2_SB(sb)->s_es;
1267         ext2_debug("goal=%lu.\n", goal);
1268         /*
1269          * Allocate a block from reservation only when
1270          * filesystem is mounted with reservation(default,-o reservation), and
1271          * it's a regular file, and
1272          * the desired window size is greater than 0 (One could use ioctl
1273          * command EXT2_IOC_SETRSVSZ to set the window size to 0 to turn off
1274          * reservation on that particular file)
1275          */
1276         block_i = EXT2_I(inode)->i_block_alloc_info;
1277         if (block_i) {
1278                 windowsz = block_i->rsv_window_node.rsv_goal_size;
1279                 if (windowsz > 0)
1280                         my_rsv = &block_i->rsv_window_node;
1281         }
1282
1283         if (!ext2_has_free_blocks(sbi)) {
1284                 *errp = -ENOSPC;
1285                 goto out;
1286         }
1287
1288         /*
1289          * First, test whether the goal block is free.
1290          */
1291         if (goal < le32_to_cpu(es->s_first_data_block) ||
1292             goal >= le32_to_cpu(es->s_blocks_count))
1293                 goal = le32_to_cpu(es->s_first_data_block);
1294         group_no = (goal - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) /
1295                         EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb);
1296         goal_group = group_no;
1297 retry_alloc:
1298         gdp = ext2_get_group_desc(sb, group_no, &gdp_bh);
1299         if (!gdp)
1300                 goto io_error;
1301
1302         free_blocks = le16_to_cpu(gdp->bg_free_blocks_count);
1303         /*
1304          * if there is not enough free blocks to make a new resevation
1305          * turn off reservation for this allocation
1306          */
1307         if (my_rsv && (free_blocks < windowsz)
1308                 && (free_blocks > 0)
1309                 && (rsv_is_empty(&my_rsv->rsv_window)))
1310                 my_rsv = NULL;
1311
1312         if (free_blocks > 0) {
1313                 grp_target_blk = ((goal - le32_to_cpu(es->s_first_data_block)) %
1314                                 EXT2_BLOCKS_PER_GROUP(sb));
1315                 /*
1316                  * In case we retry allocation (due to fs reservation not
1317                  * working out or fs corruption), the bitmap_bh is non-null
1318                  * pointer and we have to release it before calling
1319                  * read_block_bitmap().
1320                  */
1321                 brelse(bitmap_bh);
1322                 bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, group_no);
1323                 if (!bitmap_bh)
1324                         goto io_error;
1325                 grp_alloc_blk = ext2_try_to_allocate_with_rsv(sb, group_no,
1326                                         bitmap_bh, grp_target_blk,
1327                                         my_rsv, &num);
1328                 if (grp_alloc_blk >= 0)
1329                         goto allocated;
1330         }
1331
1332         ngroups = EXT2_SB(sb)->s_groups_count;
1333         smp_rmb();
1334
1335         /*
1336          * Now search the rest of the groups.  We assume that
1337          * group_no and gdp correctly point to the last group visited.
1338          */
1339         for (bgi = 0; bgi < ngroups; bgi++) {
1340                 group_no++;
1341                 if (group_no >= ngroups)
1342                         group_no = 0;
1343                 gdp = ext2_get_group_desc(sb, group_no, &gdp_bh);
1344                 if (!gdp)
1345                         goto io_error;
1346
1347                 free_blocks = le16_to_cpu(gdp->bg_free_blocks_count);
1348                 /*
1349                  * skip this group (and avoid loading bitmap) if there
1350                  * are no free blocks
1351                  */
1352                 if (!free_blocks)
1353                         continue;
1354                 /*
1355                  * skip this group if the number of
1356                  * free blocks is less than half of the reservation
1357                  * window size.
1358                  */
1359                 if (my_rsv && (free_blocks <= (windowsz/2)))
1360                         continue;
1361
1362                 brelse(bitmap_bh);
1363                 bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, group_no);
1364                 if (!bitmap_bh)
1365                         goto io_error;
1366                 /*
1367                  * try to allocate block(s) from this group, without a goal(-1).
1368                  */
1369                 grp_alloc_blk = ext2_try_to_allocate_with_rsv(sb, group_no,
1370                                         bitmap_bh, -1, my_rsv, &num);
1371                 if (grp_alloc_blk >= 0)
1372                         goto allocated;
1373         }
1374         /*
1375          * We may end up a bogus earlier ENOSPC error due to
1376          * filesystem is "full" of reservations, but
1377          * there maybe indeed free blocks available on disk
1378          * In this case, we just forget about the reservations
1379          * just do block allocation as without reservations.
1380          */
1381         if (my_rsv) {
1382                 my_rsv = NULL;
1383                 windowsz = 0;
1384                 group_no = goal_group;
1385                 goto retry_alloc;
1386         }
1387         /* No space left on the device */
1388         *errp = -ENOSPC;
1389         goto out;
1390
1391 allocated:
1392
1393         ext2_debug("using block group %d(%d)\n",
1394                         group_no, gdp->bg_free_blocks_count);
1395
1396         ret_block = grp_alloc_blk + ext2_group_first_block_no(sb, group_no);
1397
1398         if (in_range(le32_to_cpu(gdp->bg_block_bitmap), ret_block, num) ||
1399             in_range(le32_to_cpu(gdp->bg_inode_bitmap), ret_block, num) ||
1400             in_range(ret_block, le32_to_cpu(gdp->bg_inode_table),
1401                       EXT2_SB(sb)->s_itb_per_group) ||
1402             in_range(ret_block + num - 1, le32_to_cpu(gdp->bg_inode_table),
1403                       EXT2_SB(sb)->s_itb_per_group)) {
1404                 ext2_error(sb, "ext2_new_blocks",
1405                             "Allocating block in system zone - "
1406                             "blocks from "E2FSBLK", length %lu",
1407                             ret_block, num);
1408                 /*
1409                  * ext2_try_to_allocate marked the blocks we allocated as in
1410                  * use.  So we may want to selectively mark some of the blocks
1411                  * as free
1412                  */
1413                 num = *count;
1414                 goto retry_alloc;
1415         }
1416
1417         performed_allocation = 1;
1418
1419         if (ret_block + num - 1 >= le32_to_cpu(es->s_blocks_count)) {
1420                 ext2_error(sb, "ext2_new_blocks",
1421                             "block("E2FSBLK") >= blocks count(%d) - "
1422                             "block_group = %d, es == %p ", ret_block,
1423                         le32_to_cpu(es->s_blocks_count), group_no, es);
1424                 goto out;
1425         }
1426
1427         group_adjust_blocks(sb, group_no, gdp, gdp_bh, -num);
1428         percpu_counter_sub(&sbi->s_freeblocks_counter, num);
1429
1430         mark_buffer_dirty(bitmap_bh);
1431         if (sb->s_flags & SB_SYNCHRONOUS)
1432                 sync_dirty_buffer(bitmap_bh);
1433
1434         *errp = 0;
1435         brelse(bitmap_bh);
1436         if (num < *count) {
1437                 dquot_free_block_nodirty(inode, *count-num);
1438                 mark_inode_dirty(inode);
1439                 *count = num;
1440         }
1441         return ret_block;
1442
1443 io_error:
1444         *errp = -EIO;
1445 out:
1446         /*
1447          * Undo the block allocation
1448          */
1449         if (!performed_allocation) {
1450                 dquot_free_block_nodirty(inode, *count);
1451                 mark_inode_dirty(inode);
1452         }
1453         brelse(bitmap_bh);
1454         return 0;
1455 }
1456
1457 ext2_fsblk_t ext2_new_block(struct inode *inode, unsigned long goal, int *errp)
1458 {
1459         unsigned long count = 1;
1460
1461         return ext2_new_blocks(inode, goal, &count, errp);
1462 }
1463
1464 #ifdef EXT2FS_DEBUG
1465
1466 unsigned long ext2_count_free(struct buffer_head *map, unsigned int numchars)
1467 {
1468         return numchars * BITS_PER_BYTE - memweight(map->b_data, numchars);
1469 }
1470
1471 #endif  /*  EXT2FS_DEBUG  */
1472
1473 unsigned long ext2_count_free_blocks (struct super_block * sb)
1474 {
1475         struct ext2_group_desc * desc;
1476         unsigned long desc_count = 0;
1477         int i;
1478 #ifdef EXT2FS_DEBUG
1479         unsigned long bitmap_count, x;
1480         struct ext2_super_block *es;
1481
1482         es = EXT2_SB(sb)->s_es;
1483         desc_count = 0;
1484         bitmap_count = 0;
1485         desc = NULL;
1486         for (i = 0; i < EXT2_SB(sb)->s_groups_count; i++) {
1487                 struct buffer_head *bitmap_bh;
1488                 desc = ext2_get_group_desc (sb, i, NULL);
1489                 if (!desc)
1490                         continue;
1491                 desc_count += le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count);
1492                 bitmap_bh = read_block_bitmap(sb, i);
1493                 if (!bitmap_bh)
1494                         continue;
1495                 
1496                 x = ext2_count_free(bitmap_bh, sb->s_blocksize);
1497                 printk ("group %d: stored = %d, counted = %lu\n",
1498                         i, le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count), x);
1499                 bitmap_count += x;
1500                 brelse(bitmap_bh);
1501         }
1502         printk("ext2_count_free_blocks: stored = %lu, computed = %lu, %lu\n",
1503                 (long)le32_to_cpu(es->s_free_blocks_count),
1504                 desc_count, bitmap_count);
1505         return bitmap_count;
1506 #else
1507         for (i = 0; i < EXT2_SB(sb)->s_groups_count; i++) {
1508                 desc = ext2_get_group_desc (sb, i, NULL);
1509                 if (!desc)
1510                         continue;
1511                 desc_count += le16_to_cpu(desc->bg_free_blocks_count);
1512         }
1513         return desc_count;
1514 #endif
1515 }
1516
1517 static inline int test_root(int a, int b)
1518 {
1519         int num = b;
1520
1521         while (a > num)
1522                 num *= b;
1523         return num == a;
1524 }
1525
1526 static int ext2_group_sparse(int group)
1527 {
1528         if (group <= 1)
1529                 return 1;
1530         return (test_root(group, 3) || test_root(group, 5) ||
1531                 test_root(group, 7));
1532 }
1533
1534 /**
1535  *      ext2_bg_has_super - number of blocks used by the superblock in group
1536  *      @sb: superblock for filesystem
1537  *      @group: group number to check
1538  *
1539  *      Return the number of blocks used by the superblock (primary or backup)
1540  *      in this group.  Currently this will be only 0 or 1.
1541  */
1542 int ext2_bg_has_super(struct super_block *sb, int group)
1543 {
1544         if (EXT2_HAS_RO_COMPAT_FEATURE(sb,EXT2_FEATURE_RO_COMPAT_SPARSE_SUPER)&&
1545             !ext2_group_sparse(group))
1546                 return 0;
1547         return 1;
1548 }
1549
1550 /**
1551  *      ext2_bg_num_gdb - number of blocks used by the group table in group
1552  *      @sb: superblock for filesystem
1553  *      @group: group number to check
1554  *
1555  *      Return the number of blocks used by the group descriptor table
1556  *      (primary or backup) in this group.  In the future there may be a
1557  *      different number of descriptor blocks in each group.
1558  */
1559 unsigned long ext2_bg_num_gdb(struct super_block *sb, int group)
1560 {
1561         return ext2_bg_has_super(sb, group) ? EXT2_SB(sb)->s_gdb_count : 0;
1562 }
1563